stl源码剖析 详细学习笔记heap

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//  heap.cpp

//  笔记

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//  Created by fam on 15/3/15.

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//---------------------------15/03/15----------------------------

//heap

{

/*

heap概述:

heap并不是stl的容器,只是priority queue(优先队列)的助手

它允许用户以任意顺序插入容器，但是取出是,总是取出优先级最高的元素

heap用的是很常见的堆结构，用数组来表示，采用堆排序的方法排序，时刻保持堆的特性

*/

//push_heap

template <class RandomAccessIterator>

inline void push_heap(RandomAccessIterator first,

RandomAccessIterator last)

{

__push_heap_aux(first,last, distance_type(first),

value_type(first));

}

template <class RandomAccessIterator,
class Distance, class T>

inline void __push_heap_aux(RandomAccessIterator first,

RandomAccessIterator last, Distance*,T*)

{

__push_heap(first,Distance((last - first) -
), Distance(),

T(*(last -
)));

}

template <class RandomAccessIterator,
class Distance, class T>

void __push_heap(RandomAccessIterator first, Distance holeIndex,

Distance topIndex, T value)

{

//取最后一个元素的父节点,先减1的原因是第一个节点时0，

//而不是1开始算的

Distance parent = (holeIndex -
) / ;

//一直循环到当前节点等于根节点
或者 父节点的值大于等于添加的值

while (holeIndex > topIndex && *(first + parent) < value)

{

//
把父节点的值赋值给当前节点

*(first + holeIndex) = *(first + parent);

//当前节点变成父节点

holeIndex = parent;

//父节点变成父节点的父节点

parent = (holeIndex -
) / ;

}

//把值赋值给恰当的位置

*(first + holeIndex) = value;

}

//push功能总结:push就是从最后一个元素开始一直和父节点比较,如果要插入的值(最后一个元素的值)

//比较大就不断上移,直到达到堆的根

//pop_heap

template <class RandomAccessIterator>

inline void pop_heap(RandomAccessIterator first,

RandomAccessIterator last)

{

__pop_heap_aux(first,last,value_type(first));

}

template <class RandomAccessIterator,
class T>

inline void __pop_heap_aux(RandomAccessIterator first,

RandomAccessIterator last, T*)

{

__pop_heap(first,last -
,last - , T(*(last -
))

distance_type(first));

}

template <class RandomAccessIterator,
class T, class Distance>

inline void __pop_heap(RandomAccessIterator first,

RandomAccessIterator last,

RandomAccessIterator result,

T value, Distance*)

{

*result = *first;

__adjust_heap(first, Distance(), Distance(last - first), value);

}

template <class RandomAccessIterator,
class Distance, class T>

void __adjust_heap(RandomAccessIterator first, Distance holeIndex,

Distance len, T value)

{

//topIndex == 0   -->>   topelem == first + 0

Distance topIndex = holeIndex;

//由于从0开始计算
所以右儿子为 2n + 2;

//secondChild
其实也是Index，不是真的值

Distance secondChild =
* holeIndex + ;

//只要右儿子存在就一直循环

while (secondChild < len)

{

//如果有右儿子小于左儿子，secondChild就设置为左儿子

//目的是要让当前节点最后成为2个节点中最大的

if(*(first + secondChild) < *(first + (secondChild -
)))

secondChild--;//为什么不是 --secondChild，这样效率更高

//把当前节点的值设置为secondChild的值

*(first + holeIndex) = *(first +secondChild);

//当前节点切换成secondChild节点

holeIndex = secondChild;

//设置secondChild为右儿子

secondChild =
* (secondChild + );

}

//存在左儿子(如果有右儿子就会一直循环，最后只有两种情况,一是当前节点到达叶子节点

//一种情况是没有右儿子,但是有左儿子)

if(secondChild == len)

{

//把左儿子的值赋给当前节点

*(first + holeIndex) = *(first + (secondChild -
));

//把当前节点切换成左儿子

holeIndex = secondChild -;

}

//把当初标记的最后的一个节点插入堆中( T(*(last - 1)  )

__push_heap(first, holeIndex, topIndex, value);

/*

总结:把根节点输出到result中
所以就要不断把儿子往上移来填充

填充到最后就会空缺一个节点(下面的往上移动总会有一个空缺的)

所以最后要把最后的一个元素插入到堆前面去,也就是最后空缺的是原先

最后面的位置,那就没影响了

如果空缺的已经是最后的元素了，那就是对已经排序好的堆做排序(最后的元素

已经比父节点大了，会马上排好.

*/

}

//sort

template<class RandomAccessIterator>

void sort_heap(RandomAccessIterator first,

RandomAccessIterator last)

{

)

{

pop_heap(first, last--);

}

}

//结束后就是已经排序好的序列,就不是堆了

//make_heap

template<class RandomAccessIterator>

inline void make_heap(RandomAccessIterator first,

RandomAccessIterator last)

{

__make_heap(first, last, value_type(first), distance_type(first));

}

template<class RandomAccessIterator,
class T, class Distance>

void    __make_heap(RandomAccessIterator first,

RandomAccessIterator last, T*,Distance*)

{

//判断边界情况,如果只有一个元素
直接返回

) return;

//len==元素个数

Distance len = last - first;

//parent ==
最后一个元素的父节点

Distance parent = (len -
) / ;

while (true)

{

//一直循环,直到全部排序好,从最后的三角形(最后的元素,父节点,左儿子(如果有的话))

//开始,直到根节点,就调整完毕了

__adjust_heap(first, parent, len, T(*(first + parent)));

)
return ;

parent--;

}

}

}